金属学与热处理 如南京长江大桥、广州电视塔等。15MnVN是具有代表性的中等强度级别的钢种。钢中加 入V、N后,生成钒的碳氮化物,细化晶粒,又有析出强化作用,强度水平可提高一级 韧性和焊接性能也较好,用于制造大型桥梁、锅炉、船舶和焊接结构。 强度级别超过500MPa后,铁素体一珠光体组织难以满足要求,于是发展了低碳贝氏 体型钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素,阻碍珠光体转变,使C曲线的珠光体转变区右移, 而对贝氏转变影响较小,有利于在空冷条件下得到贝氏体组织,获得更高的强度,塑性和 焊接性能也好,多用于高压锅炉、高压容器等。 4.热处理特点 这类钢一般在热轧空冷状态下使用,不需要进行专门的热处理。在有特殊要时,如为 了改善焊接区性能,可进行一次正火处理。 5.发展趋势 低合金高强度钢由于其强度高,韧性好,焊接性能和加工性能优异,合金元素耗量少, 并且不需进行复杂的热处理,已越来越受到重视。目前,这类钢发展趋势是: (1)通过微合金化与合理的轧制工艺结合起来,实行控制轧制和控制冷却,以达到更 高的强度。在钢中加入少量的微合金化元素,如V、Ti、Nb等,通过控制轧制时的再结晶 过程,使钢晶粒细化,达到既提高强度又改善塑性、韧性的最佳效果 (2)通过合金化改变基体组织,提高强度。在钢中加入较多Cr、Mn、Mo、Si、B等, 使钢在热轧空冷的条件下得到贝氏体甚至低碳马氏体组织,在冷却过程中发生自回火过程, 甚至不需要专门进行回火 所、(3)超低碳化。为保证韧性和焊接性能,含碳量进一步降低,甚至降到10数量级,此 时必须采用真空冶炼或真空去气的先进冶炼工艺。 在我国,由于微合金化元素资源十分丰富,所以低合金高强度钢在我国具有极其广阔 的发展前景。 74.2渗碳钢 渗碳钢的使用条件及性能要求 渗碳钢用于制造汽车、拖拉机变速齿轮,内燃机凸轮轴、活塞销等零件。这类零件工 作时遭受强烈摩擦磨损和较大的交变载荷,特别是强烈的冲击载荷,其性能要求: ①有较高的强度和塑性,以抵抗拉伸、弯曲、扭转等变形破坏 ②要求表面有较高的硬度和耐磨性,以抵抗磨损及表面接触疲劳破坏 ③有较高的韧性以承受强烈的冲击作用 ④当外载荷是循环作用时,要求零件有好的抗疲劳破坏能力 2.主要钢种 渗碳钢需要通过渗碳达到表面强化,根据上述的性能要求,这类钢成分上一般是低碳 或低碳合金结构钢。常用的滲碳零件包括齿轮、凸轮、活塞销等表面易于受到磨损破坏的 活动零件。如常用作汽车齿轮的20Cr、20 aNtI等钢材,常见钢种见表7-4·140· 金属学与热处理 ·140· 如南京长江大桥、广州电视塔等。15MnVN 是具有代表性的中等强度级别的钢种。钢中加 入 V、N 后，生成钒的碳氮化物，细化晶粒，又有析出强化作用，强度水平可提高一级， 韧性和焊接性能也较好，用于制造大型桥梁、锅炉、船舶和焊接结构。 强度级别超过 500MPa 后，铁素体—珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏 体型钢。加入 Cr、Mo、Mn、B 等元素，阻碍珠光体转变，使 C 曲线的珠光体转变区右移， 而对贝氏转变影响较小，有利于在空冷条件下得到贝氏体组织，获得更高的强度，塑性和 焊接性能也好，多用于高压锅炉、高压容器等。 4. 热处理特点 这类钢一般在热轧空冷状态下使用，不需要进行专门的热处理。在有特殊要时，如为 了改善焊接区性能，可进行一次正火处理。 5. 发展趋势 低合金高强度钢由于其强度高，韧性好，焊接性能和加工性能优异，合金元素耗量少， 并且不需进行复杂的热处理，已越来越受到重视。目前，这类钢发展趋势是： (1) 通过微合金化与合理的轧制工艺结合起来，实行控制轧制和控制冷却，以达到更 高的强度。在钢中加入少量的微合金化元素，如 V、Ti、Nb 等，通过控制轧制时的再结晶 过程，使钢晶粒细化，达到既提高强度又改善塑性、韧性的最佳效果。 (2) 通过合金化改变基体组织，提高强度。在钢中加入较多 Cr、Mn、Mo、Si、B 等， 使钢在热轧空冷的条件下得到贝氏体甚至低碳马氏体组织，在冷却过程中发生自回火过程， 甚至不需要专门进行回火。 (3) 超低碳化。为保证韧性和焊接性能，含碳量进一步降低，甚至降到 10-6 数量级，此 时必须采用真空冶炼或真空去气的先进冶炼工艺。 在我国，由于微合金化元素资源十分丰富，所以低合金高强度钢在我国具有极其广阔 的发展前景。 7.4.2 渗碳钢 1. 渗碳钢的使用条件及性能要求 渗碳钢用于制造汽车、拖拉机变速齿轮，内燃机凸轮轴、活塞销等零件。这类零件工 作时遭受强烈摩擦磨损和较大的交变载荷，特别是强烈的冲击载荷，其性能要求： ① 有较高的强度和塑性，以抵抗拉伸、弯曲、扭转等变形破坏； ② 要求表面有较高的硬度和耐磨性，以抵抗磨损及表面接触疲劳破坏； ③ 有较高的韧性以承受强烈的冲击作用； ④ 当外载荷是循环作用时，要求零件有好的抗疲劳破坏能力。 2. 主要钢种 渗碳钢需要通过渗碳达到表面强化，根据上述的性能要求，这类钢成分上一般是低碳 或低碳合金结构钢。常用的渗碳零件包括齿轮、凸轮、活塞销等表面易于受到磨损破坏的 活动零件。如常用作汽车齿轮的 20Cr、20CrMnTi 等钢材，常见钢种见表 7-4